Теоретические основы электротехники

Виды работ

Количество часов

3 семестр

4 семестр

обучения

обучения

Всего часов

98

94

Из них: практических занятий

–

–

лабораторных работ

18

22

курсовое проектирование

–

20

Количество: тематических контрольных работ

2

2

обязательных контрольных работ

1

1

*домашних контрольных работ

1

1

Экзамен

1

1

*Для заочной формы обучения

Цели изучения темы

Содержание темы

Результат

Введение

Познакомить

с

электриче-

Электрическая

энергия, ее

Высказывает

общее суж-

ской энергией, ее свойствами и

дение об

электрической энер-

свойство и применение. Произ-

применением.

Дать

представ-

гии, о свойствах и применении

водство

и распределение элек-

ление по

истории

развития

электрической энергии, истории

трической энергии. Экономиче-

электрической

энергии

и

пер-

развития электрической энергии

ская эффективность электриче-

спективах

ее

развития

в

Рес-

и перспективах ее развития в

ской энергии. Примеры эконо-

публике Беларусь.

Республике Беларусь.

мии труда и средств за счет

электрификации

промышлен-

ности и сельского хозяйства.

Краткий исторический об-

зор и перспективы дальнейшего

развития

электрификации

Рес-

публики

Беларусь.

Значение

электрификации для

становле-

ния и развития различных от-

раслей экономики страны.

Краткая

характеристика

учеб-

ной дисциплины,

ее значение в

Сформировать

представле-

подготовке специалиста, связь с

Высказывает общее суждение

другими дисциплинами учебно-

ние об учебной дисциплине.

об учебной дисциплине.

го плана.

РАЗДЕЛ 1. ЛИНЕЙНЫЕ И НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Тема 1.1. Физические процессы в электрических цепях

Дать понятие об электриче-

Электрическое поле и его ос-

Формулирует

понятие

ском поле, его основных харак-

новные характеристики: напря-

“электрическое поле”, объясня-

теристиках.

женность, потенциал, напряжение.

ет его основные характеристи-

Электрическое поле как вид мате-

ки.

рии.

Сформировать

знания о

Стационарное

электрическое

Описывает

стационарное

стационарном

электрическом

поле в проводнике при постоян-

электрическое поле в проводни-

поле в проводнике при постоян-

ном электрическом токе, сравне-

ке при постоянном электриче-

ном электрическом токе.

ние его с электростатическим по-

ском токе.

лем.

Сформировать

знания

об

электрическом

токе

проводи-

Электрический ток проводи-

Раскрывает понятие “элек-

мости,

электронной

теории

мости (физические явления), его

трический

ток проводимости”,

строения металлов.

величина, направление и плот-

объясняет электронную теорию

Дать понятие

об

удельной

ность. Электронная теория стро-

строения металлов.

электрической

проводимости,

ения металлов.

Трактует понятия “удельная

ка,

приемников

электрической

энергии.

Идеальные

источники

ЭДС и тока. Пассивные и актив-

ные элементы электрических це-

пей.

Лабораторная работа № 1

Сформировать

умение

Изучение оборудования лаборатории,

Подбирает аппаратуру, из-

подбирать аппаратуру, измери-

методов подбора аппаратуры и изме-

мерительные

приборы

для

тельные

приборы

для

сборки

рительных

приборов для

сборки

сборки схем.

схем, выполнению и оформле-

схем.

нию лабораторных работ.

Лабораторная работа № 2

Сформировать умение про-

Исследование

режимов

элек-

Проводит

исследование

водить

исследование

режимов

трической цепи и ее элементов

режимов электрической цепи и

электрической цепи и ее элемен-

(неразветвленной

электрической

ее элементов.

тов.

цепи с переменным сопротивле-

нием приемника энергии).

Тема 1.2. Расчет линейных электрических цепей постоянного тока

Дать понятие об

элементах

Задачи расчета

электриче-

Описывает элементы

схем

схем электрических цепей.

ских цепей. Элементы схем

электрических цепей.

электрических цепей: ветвь,

узел, контур.

Формулирует

первый

и

Сформулировать

знания

о

Первый закон Кирхгофа для

второй

законы

Кирхгофа

для

первом

и

втором

законах

разветвленной

цепи,

узловые

разветвленной

цепи.

Излагает

Кирхгофа

для

разветвленной

уравнения.

Второй

закон

порядок составления узловых и

цепи, об узловых и контурных

Кирхгофа, контурные уравне-

контурных уравнений.

уравнениях.

ния.

Раскрывает суть неразветв-

Дать понятие о неразветв-

ленной

электрической

цепи,

ленной электрической цепи, по-

Неразветвленная

электри-

объясняет

последовательное

следовательном

соединении

ческая цепь. Последовательное

соединение пассивных элемен-

пассивных элементов и источ-

соединение пассивных элемен-

тов и источников ЭДС; причи-

ников ЭДС; потере напряжения

тов, эквивалентное сопротивле-

ны

потери напряжения в про-

в проводах, порядке расчета

ние

неразветвленной

электри-

водах. Излагает порядок расче-

эквивалентного

сопротивления

ческой цепи (участка цепи). По-

та эквивалентного

сопротивле-

неразветвленной электрической

теря напряжения в проводах.

ния

неразветвленной

электри-

цепи, потенциальных диаграм-

Делитель напряжения. После-

ческой цепи и построения по-

мах для неразветвленных цепей.

довательное

соединение

ис-

тенциальных диаграмм для не-

точников ЭДС.

Потенциальная

разветвленных цепей.

Сформировать

знания

о

диаграмма неразветвленной це-

Излагает

понятие

разветв-

разветвленной

электрической

пи.

ленная

электрическая

цепь с

цепи с двумя узлами, порядке

Разветвленная

электриче-

двумя узлами. Объясняет поря-

расчета

проводимости ветвей,

ская цепь с двумя узлами. Па-

док расчета проводимости вет-

подключенных

к

одной паре

раллельное соединение пассив-

вей, подключенных к одной

узлов, эквивалентной проводи-

ных

элементов,

проводимость

паре узлов, эквивалентной

про-

мости группы ветвей.

ветвей, подключенных к одной

водимости группы ветвей.

паре узлов, эквивалентная про-

водимость группы ветвей. Со-

четание

последовательного и

Дать

понятие

о

порядке

параллельного соединений пас-

Объясняет

расчет

элек-

расчета

электрических

цепей

сивных элементов.

трических цепей путем преоб-

путем преобразования их схем.

Расчет электрических цепей

разования их схем.

путем преобразования их схем.

"Свертывание" схем с последо-

вательным и параллельным со-

единениями пассивных элемен-

тов. Понятие о треугольнике и

звезде из пассивных элементов

(сопротивлений), преобразова-

ние треугольника

сопротивле-

ний в эквивалентную звезду и

Объясняет параллельное со-

Сформировать знания о па-

звезды в эквивалентный тре-

единение источников ЭДС, по-

раллельном соединении источни-

угольник.

рядок

расчета

электрических

ков ЭДС, порядке расчета элек-

Параллельное

соединение

цепей с двумя узлами по мето-

трических цепей с двумя узлами

источников ЭДС. Расчет элек-

ду узлового напряжения; рас-

по методу узлового напряжения;

трических цепей с двумя узла-

пределение

нагрузки

между

распределение

нагрузки

между

ми по методу узлового напря-

источниками

электрической

источниками

электрической

жения. Распределение нагрузки

энергии

при

их параллельной

энергии при их параллельной ра-

между источниками электриче-

работе

на

общий

приемник

боте на общий приемник энергии.

ской энергии при их параллель-

энергии.

Дать

понятие

о

методе

ной работе на общий приемник

Описывает

метод

наложе-

наложения токов и его приме-

энергии.

ния токов при расчете электри-

нении для расчета электриче-

Принцип наложения токов

ческих цепей.

ских цепей.

в линейных электрических це-

Дать

понятие

о

расчете

пях, его применение для рас-

электрических

цепей

произ-

чета электрических цепей.

Объясняет порядок расчета

вольной конфигурации методом

Расчет электрических цепей

электрических

цепей

произ-

узловых и контурных уравне-

произвольной конфигурации ме-

вольной конфигурации методом

ний

тодом узловых

и

контурных

узловых и контурных уравне-

Сформировать знания об эк-

уравнений

ний

вивалентном генераторе. Дать

Эквивалентный

генератор.

Описывает

эквивалентный

понятия об активном и пассив-

Активный и пассивный двухпо-

генератор, активный и пассив-

ном двухполюсниках; опреде-

люсники. Определение ЭДС и

ный двухполюсники;

способы

лении ЭДС и внутреннего со-

внутреннего сопротивления эк-

определения ЭДС и внутренне-

противления

эквивалентного

вивалентного генератора по опы-

го сопротивления

эквивалент-

генератора по опытам холосто-

там холостого хода и короткого

ного генератора по опытам хо-

го хода и короткого замыкания.

замыкания. Анализ режима ветви

лостого хода и короткого замы-

Дать

понятие

о сущности

электрической цепи при измене-

кания.

метода контурных токов, его

нии сопротивления этой ветви.

сущность.

Метод контурных токов, его

Раскрывает сущность мето-

сущность, собственное сопро-

да контурных токов.

тивление контура, общее сопро-

Дать

понятие

о сущности

тивление контуров. Составле-

метода узловых потенциалов.

ние контурных уравнений.

Метод узловых потенциалов, его

сущность, собственная узловая

Раскрывает сущность мето-

проводимость, общая узловая

да узловых потенциалов.

проводимость. Составление уз-

ловых уравнений.

Лабораторная работа № 3

Сформировать умение про-

Исследование

электрических

Проводит

исследование

водить исследование электриче-

цепей при последовательном и

электрических цепей при после-

ских цепей при последователь-

параллельном соединении со-

довательном и параллельном

ном и параллельном соединении

противлений

соединении сопротивлений.

сопротивлений.

Сформировать

умение

Сформировать

умение

Сформировать

умение

проводить

исследование обоб-

проводить

исследование обоб-

проводить

исследование обоб-

щенной

цепи

“источник-

щенной

цепи

“источник-

щенной

цепи

“источник-

четырехполюсник-приемник”.

четырехполюсник-приемник”.

четырехполюсник-приемник”.

Лабораторная работа № 5

Научить применять зако-

Научить применять зако-

Научить применять зако-

ны Кирхгофа к многоконтур-

ны Кирхгофа к многоконтур-

ны Кирхгофа к многоконтур-

ной цепи.

ной цепи.

ной цепи.

Лабораторная работа № 6

Сформировать

умение

Сформировать

умение

Сформировать

умение

измерять потенциалы

точек

в

измерять потенциалы

точек

в

измерять потенциалы

точек

в

неразветвленной

электриче-

неразветвленной

электриче-

неразветвленной

электриче-

ской цепи.

ской цепи.

ской цепи.

Тема 1.3. Нелинейные электрические цепи постоянного тока

Сформировать знания о нели-

Сформировать знания о нели-

Сформировать знания о нели-

нейных элементах электрических

нейных элементах электрических

нейных элементах электрических

цепей постоянного тока, их вольт-

цепей постоянного тока, их вольт-

цепей постоянного тока, их вольт-

амперных характеристиках.

амперных характеристиках.

амперных характеристиках.

Дать понятия о статическом и

Дать понятия о статическом и

Дать понятия о статическом и

динамическом

сопротивлениях

динамическом

сопротивлениях

динамическом

сопротивлениях

нелинейного

элемента,

приведе-

нелинейного

элемента,

приведе-

нелинейного

элемента,

приведе-

нии нелинейных цепей к линей-

нии нелинейных цепей к линей-

нии нелинейных цепей к линей-

ным, графическом расчете нели-

ным, графическом расчете нели-

ным, графическом расчете нели-

нейных электрических цепей по-

нейных электрических цепей по-

нейных электрических цепей по-

стоянного тока при последова-

стоянного тока при последова-

стоянного тока при последова-

тельном, параллельном и смешан-

тельном, параллельном и смешан-

тельном, параллельном и смешан-

ном соединении элементов.

ном соединении элементов.

ном соединении элементов.

Лабораторная работа № 7

Сформировать

умение

по

Сформировать

умение

по

Сформировать

умение

по

снятию вольтамперных характе-

снятию вольтамперных характе-

снятию вольтамперных характе-

ристик нелинейных

элементов,

ристик

нелинейных

элементов,

ристик нелинейных

элементов,

строить суммарную вольтампер-

строить суммарную вольтампер-

строить суммарную вольтампер-

ную характеристику.

ную характеристику.

ную характеристику.

РАЗДЕЛ 2. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ И МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Тема 2.1. Электростатическое поле в пустоте

Сформировать знания о за-

Закон Кулона. Применение

Формулирует

и

применяет

коне Кулона,

его применении

закона Кулона для расчета элек-

закон Кулона для расчета элек-

для расчета электростатическо-

тростатического поля точечных

тростатического поля точечных

го поля точечных заряженных

заряженных тел.

заряженных тел.

тел.

Симметричные электроста-

Характеризует симметричные

Дать понятие о симметрич-

тические поля, созданные заря-

электростатические поля, создан-

ных электростатических полях,

дами,

распределенными

на

ные зарядами,

распределенными

созданных зарядами, распреде-

плоской и сферической поверх-

на плоской и сферической по-

ленными на плоской и сфериче-

ностях. Поле зарядов на поверх-

верхностях, поле зарядов на по-

ской поверхностях,

о поле заря-

ности длинного провода. Теоре-

верхности

длинного

провода.

дов на поверхности

длинного

ма Гаусса. Вычисление напря-

Формулирует

теорему

Гаусса.

провода, о теореме Гаусса, по-

женности в симметричных элек-

Излагает

порядок

расчета

рядке расчета напряженности в

тростатических полях.

напряженности в симметричных

симметричных

электростатиче-

электростатических полях

ских полях.

Дать понятие о физическом

Физическое строение диэлек-

Описывает

физическое

строении диэлектрика, электри-

трика, электрический момент ди-

строение диэлектрика, электри-

ческом моменте диполя, поля-

поля. Поляризация диэлектрика,

ческий момент диполя, поляри-

ризация диэлектрика, поляри-

поляризованность (степень поля-

зацию диэлектрика, поляризо-

зованность.

ризации).

ванность.

Сформировать

понятие об

Электрическое

смещение.

Объясняет

электрическое

электрическом смещении, ди-

Диэлектрическая

проницае-

смещение,

диэлектрическую

электрической проницаемости.

мость (абсолютная и относи-

проницаемость.

Дать понятие об электриче-

тельная).

Определяет сущность элек-

ской емкости, порядке расчета

трической емкости. Рассчиты-

емкости плоского и цилиндри-

Электрическая

емкость.

вает емкости плоского и цилин-

ческого конденсаторов, двух-

Расчет емкости плоского и ци-

дрического

конденсаторов,

проводной линии.

линдрического

конденсаторов,

двухпроводной линии.

Дать понятие об электриче-

двухпроводной линии.

Описывает

сущность элек-

ском

пробое и электрической

трического пробоя и электриче-

прочности диэлектрика, измене-

Электрический

пробой и элек-

ской прочности диэлектрика,

нии электрического поля на гра-

трическая

прочность диэлек-

изменения электрического поля

нице двух сред с различными

трика. Изменение электрическо-

на границе двух сред с различ-

диэлектрическими

проницаемо-

го поля на границе двух сред с

ными диэлектрическими прони-

стями,

энергии электрического

различными

диэлектрическими

цаемостями, энергия электриче-

поля,

объемной

плотности

проницаемостями.

Энергия

ского поля, объемной плотности

энергии электрического поля.

электрического поля.

Объемная

энергии электрического поля.

плотность энергии

электриче-

ского поля.

Сформировать

знания

об

Электрическая

емкость

в

Характеризует

электриче-

электрическая емкости в систе-

системе заряженных тел. Со-

скую емкость в системе заря-

ме заряженных тел, о способах

единение конденсаторов с иде-

женных тел. Объясняет способы

соединения

конденсаторов

с

альным диэлектриком: последо-

соединения

конденсаторов с

идеальным диэлектриком, по-

вательное, параллельное. Расчет

идеальным диэлектриком, поря-

рядке

расчета электростатиче-

электростатических

цепей при

док расчета электростатических

ских цепей при сочетании по-

сочетании последовательного

и

цепей при сочетании последова-

следовательного и параллельно-

параллельного соединений.

тельного и параллельного со-

го соединений.

единений.

Лабораторная работа № 8

Сформировать умение про-

Исследование

электростатиче-

Проводит

исследование

водить

исследование электро-

ских цепей при последователь-

электростатических цепей при

статических цепей при после-

ном, параллельном и смешан-

последовательном,

параллель-

довательном,

параллельном

и

ном

соединении

конденсато-

ном и смешанном соединении

смешанном

соединении кон-

ров.

конденсаторов.

денсаторов.

Тема 2.4. Магнитное поле в неферромагнитной среде

Дать понятие о

магнитном

Магнитное поле как вид ма-

Раскрывает суть магнитного

поле и его основных характери-

терии. Закон Ампера, магнит-

поля, объясняет его основные

стиках, законе Ампера, форму-

ная

характеристики. законы Ампера

ле Био-Савара и применении

постоянная. Магнитная индук-

и формулы Био-Савара.

для расчета магнитного поля в

ция

- силовая характеристика

простейших случая.

магнитного

поля.

Формула

Сформировать

знания

о

Классификация

магнитных

Излагает

классификацию

классификации магнитных

це-

цепей. Закон полного тока в

магнитных

цепей.

Объясняет

пей, законе полного тока в при-

применении к магнитной цепи.

закон полного тока в примене-

менении к магнитной цепи.

нии к магнитной цепи.

Дать понятие

о порядке

Расчет

неразветвленной

Объясняет порядок расчета

расчета неразветвленной одно-

однородной

магнитной

цепи:

неразветвленной однородной и

родной и неоднородной

маг-

решение прямой и обратной за-

неоднородной

магнитных це-

нитных цепей.

дач. Магнитное сопротивление.

пей.

Сформировать знание о за-

Закон Ома для магнитной

Формулирует законы Ома и

конах Ома и Кирхгофа для маг-

цепи.

Кирхгофа для магнитной цепи.

нитной цепи.

Дать понятие о порядке рас-

Расчет неразветвленной не-

Описывает

алгоритм расче-

чета разветвленных магнитных

однородной

магнитной

цепи:

та разветвленных

магнитных

цепей и магнитных цепей с по-

решение прямой задачи, метод

цепей и магнитных цепей с по-

стоянными магнитами.

последовательных

приближе-

стоянными магнитами.

ний и графоаналитическое ре-

шение обратной задачи.

Расчет

разветвленных маг-

нитных цепей и магнитных це-

.

пей с постоянными магнитами.

Законы Кирхгофа для магнит-

ной цепи, аналогии между зако-

нами магнитной и электриче-

ской цепей.

Лабораторная работа № 9

Сформировать умение про-

Исследование магнитной

Проводит

исследование

водить исследование магнит-

цепи.

магнитной цепи.

ной цепи.

Тема 2.7. Электромагнитная индукция

Дать понятие явлении элек-

Явление

электромагнитной

Раскрывает

суть

явления

тромагнитной индукции,

законе

индукции. Закон электромаг-

электромагнитной

индукции,

электромагнитной

индукции,

нитной индукции. Правило (за-

закона

электромагнитной

ин-

правиле (законе) Ленца.

кон) Ленца.

дукции, правила (закона) Ленца.

Сформировать знание о по-

Выражение ЭДС, индукти-

Излагает

порядок расчета

рядке расчета

ЭДС, индуктиру-

руемой в проводнике, движу-

ЭДС, индуктируемой в провод-

емой в проводнике, движущемся

щемся в магнитном поле. Пра-

нике, движущемся в магнитном

в магнитном поле. Раскрыть

вило правой руки. Сущность

поле.

Определяет

сущность

сущность

электромагнитной

электромагнитной

индукции.

электромагнитной

индукции.

индукции. Дать понятие ЭДС

ЭДС самоиндукции и взаимо-

Характеризует ЭДС самоиндук-

самоиндукции и взаимоиндук-

индукции. Вихревые токи, их

ции и взаимоиндукции, вихре-

ции, вихревых токах, их исполь-

использование и способы огра-

вые токи, их использование и

зовании и способах ограниче-

ничения.

способы ограничения.

ния.

Использование

электро-

Высказывает общие

суж-

Сформировать

представле-

магнитной индукции: преобра-

дения об использовании элек-

ние об использования электро-

зование механической энергии в

тромагнитной индукции. Объ-

магнитной индукции. Сформи-

электрическую (принцип дей-

ясняет

принцип

действия

ровать знания о принципе дей-

ствия генератора), преобразова-

трансформатора.

ствия трансформатора.

ние электрической энергии в ме-

ханическую

(принцип

работы

электродвигателя).

Принцип

действия трансформатора